稀土铝合金电缆缺点有哪些

电缆铜线换铝线需要考虑的因素如下：

一、铝合金电缆的导电性较差

铝合金电缆导电率只有铜电缆的61%。相同电缆截面下，偏大的电阻必然造成线损偏高，降低能源利用效率。相同载流量条件下，铝合金电缆电阻率总是略大于铜电缆。以负荷电流380A，年利用小时数4500h，运行寿命30年为例，铜电缆截面若采用150mm2，则铝合金电缆截面需240mm2，两者的电阻率分别是0.148/km和0.150/km，年能耗为288495kwh/km和292410kwh/km，全寿命周期内两者能耗差为117450kwh/km〔3〕。显然全寿命周期内铝合金电缆的损耗偏大，背离国家“节能减排”的发展方向。

二、铝合金电缆载流量偏低

城市电网供电可靠性要求达到99.99%，核心区需达到99.999%的更高水平。由于城市电缆网采用环网结构，故障情况下短时间内保护动作，迅速将负荷切转至对侧线路，确保不间断用户供电。但要实现电网高可靠性，完善的网络结构、优良的设备和线路都是必不可少的。电网中的供电线路必须具有较高的载流量，除自身负荷外还能承担临时切换负荷。同等截面的铜芯电缆比铝合金电缆的载流量高出30%以上，显然更能满足城市供电可靠性的要求。

三、铝合金电缆机械抗拉强度低

铝合金电缆的抗拉强度只有铜电缆的46%，允许牵引力比铜电缆低60%。城市配电网大量采用电缆环网结构，规划设计上考虑尽量减少电缆中间接头的使用。实际使用中，单根铜电缆敷设长度一般在600~800米区间。考虑在同等载流量条件下，单根普铝电缆的敷设长度仅为500米。考虑牵引力的影响，单根铝合金电缆的敷设长度只有350米。显然抗拉强度偏低必然导致单次牵引电缆的长度受限，需额外增加大量中间接头，增加后续运行维护风险。

四、铝合金电缆耐腐蚀性能弱

电缆导体的腐蚀主要是金属电化学腐蚀，即在金属表面发生原电池或杂散电流干扰引起的电解电池作用。铝合金电缆在生产工艺中为了改善抗蠕变性能加入了镁、铜、锌、硅等元素，并增加热处理工序。由于电缆运行工况复杂，在含有电解质的环境中，电极电位更低的铝与其他加入的金属元素存在电极差，从而形成电流通路，发生孔蚀和裂隙腐蚀等电化学现象。铝合金电缆热处理工艺还容易造成导体表面物理状态不均匀，增加电化学腐蚀的可能，继而发生应力腐蚀裂纹和晶间腐蚀。

五、铝合金电缆耐高温性能差

铜的熔融点为1080，而铝的熔融点仅为660，显然铜导体是耐火电缆更好的选择。火灾情况下，中心环境温度可上升到750以上，电缆必须能够维持通电的基本功能以构筑生命保障线。显然当火场温度高于铝合金和铝的熔融点后，无论采取何种隔热措施，电缆导体都会在短时间内发生融化，丧失导电功能，从而严重影响火场人员安全疏散。

六、铝合金电缆接头故障风险高

电缆运行经验表明，80%故障均发生在接头部位。铜具有铝和铝合金无法比拟的优越性。铜接头氧化生成的氧化铜是优良导体，仍能够保障接头和端子的电气连接性能。铝和铝合金接头发生氧化生成的氧化铝是绝缘体，质地坚硬、粘结力强的特性使其难以形成良好的导电触点，易造成触点发热。电气设备终端多采用的是铜制接头，使用铝合金电缆就会形成铜铝连接。铝合金的热膨胀系数远高于铜。

由于电网运行始终存在峰谷差，当负荷发生明显变化时，温度快速变化，接触区出现较大的侧向运动，切断了金属触点的有效连接，增大接触阻抗，导致连接处温度上升。冷却时再次发生热应力变化，进一步形成界面剪切作用。在长期冷热反复作用下，当热应力大于铝的屈服力时，就会在接触区内形成不可逆的塑性变形，加速接头处的损耗程度，直至最终出现连接故障。铝合金导体在热胀冷缩后更容易产生接触不良的现象，接触区的恶性循环又对接头安全运行形成巨大考验。

七、铝合金电缆占用通道资源多

在相近能耗条件下，铝合金电缆截面需大于铜电缆两个规格以上，才能达到相近的载流量。然而增大的导体截面对电缆敷设和电缆通道结构尺寸都带来严重影响。电缆通道资源是城市电缆网建设的重要组成部分。受城市道路规模和交通组织的影响，大多数电缆采用排管和拉管方式敷设。选用铝合金电缆进行排管内敷设，则排管孔径必须放大到敷设铜电缆孔径的1.6倍以上〔4〕，显然增加了电缆土建工程建设成本。同时扩大的土建规模增加了占地，在城市地下资源日益紧张的条件下，显然并不具有可行性。

八、铝合金导体安装工艺要求高

安装铝合金电缆需要使用特殊工具，不同厂家接头甚至需要配置不同工具，无疑增加施工安装成本。铝合金电缆安装程序复杂,一般分为剥离绝缘层、去除导体氧化层、涂覆抗氧化剂、插入端子、压接成型、擦除多余抗氧化剂等6个主要步骤。不正确的安装容易导致接头接触电阻过大，异常温升直至发生电缆故障。国内目前的电缆施工力量参差不齐，现场管理水平也落后于发达国家。相比较而言，铜电缆应用经验丰富，具有更好的机械性能和安装容错性，施工工艺比较简化，更适合现阶段的实际情况和发展水平。

对于直埋敷设的电缆，建议选型为连锁铠装加外护，这样可以避免机械损伤

江苏长峰电缆集团 铝合金连锁铠装电缆专业制造商

1.耐腐蚀性能，8000系列铝合金不如普铝。

2.耐温性能，铝合金比铜相差大

铜的熔点为1080℃而铝和铝合金的熔点为660℃

3.铝合金热膨胀系数远高于铜，AA8030铝合金甚至高于普铝

4.铝合金没有解决铝氧化问题

5.铝合金电缆在应力松弛和抗蠕变性方面有改善但远不及铜

6.铝合金电缆没有解决铝的连接可靠性问题

7. 国产铝合金质量控制不一致（合金成分）导致抗蠕变性能差

8.铝合金电缆接头工艺复杂，容易留隐患

除了上述因素，铝合金电缆还有截流量没有统一标准、接头端子不过关、电容电流增大、铝合金电缆铺设间距因截面加大变窄或不足以支撑、电缆截面增大导致施工困难、电缆沟＃空间是否配套、维护和风险成本急剧升高、全生命周期成本升高、设计师无标准可遵循等一系列专业问题，如处理不当或被故意忽略任何其中一项都足矣让用户遭受惨重的、无法拟补的损失和事故。

1.电能在传输过程中的损耗取决于导体电阻而不是电阻率：电缆导体一般常用的有铜和铝两种材质。由于铝导体的电阻率比铜导体的电阻率大，由此得出用铝作为电缆的导体在电力传输过程中损耗就应该会比铜导体要大大的结论。理论上，电能的损耗与导体的电阻成正比，与截面成反比。绝对地认为铝比铜的损耗大的结论不科学。

2.在载流量相同下，铝合金电缆的截面为铜芯电缆的1.5倍：根据GB/T 3956-2008《电缆的导体》，在20℃时，一个铜导体截面的直流电阻值与对应于另外规格的铝导体直流电阻值相当。从电力输送中的电能损失的角度来看，一个规格的铜导体芯电力电缆完全可以由直流电阻等效的铝导体电缆所替代，此时铝电缆的载流量大于铜缆的载流量。电气性能铝合金与铜相比，在同等截面长度的情况下，电导率是铜的61%，载流量约为铜的78%。根据电缆截面的规格分布，将铝合金电缆的截面增加1.5倍左右，载流量与电压降等电气参数与铜相当。

3.载流量相同下，铝合金导体的直径为铜芯导体1.2倍左右：加大导体直径是否会使导体直径增加太大，从而影响安装?可以采用以下方法解决，首先可以在设计中考虑铝合金电缆直径因素其次在制造中导体紧压技术，紧压系数达到0.93，使铝合金电缆的外径相比于铜芯电缆只增加10%左右，将直径因素减少至最小。

4.等效截面长度相同时，铝合金导体的重量为铜芯导体50%：由于二者比重相差较大，即使铝合金截面增大，但由于比重较小，可以减轻导体的重量。

5.接头性能良好由于在铝中加入了铁、镁、稀土等多种元素：大大改善了退火后的韧性和高抗蠕变性能。实际中，铜铝连接一直是最为关键的问题。铜和铝(或铝合金)如果直接连接接触，有金属材质不同，存在电位差，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀。在电力系统中，这种腐蚀会增加接触电阻，使接头处发热，是系统安全运行的隐患。现在采用了新技术制造的铜铝接头从根本上消除了过去铜铝接头存在的致命不足，使的铝合金电缆的接头安全可靠，操作简单方便。

6.机械性能改善：由于在纯铝中添加了合金铁、铜、稀土等合金元素，改善了铝合金的综合性能，延伸率、蠕变性能提高。

7.强度高：合金化提高了铝合金的抗拉强度。

8.延伸率高：延伸率到25%以上，大大改善了弯曲性能。铝合金电缆安装时的最小弯曲半径大于7倍电缆外径即可，远远小于GB12706-2008《额定电压1kV到35kV挤包绝缘电力电缆及附件》中规定的电缆安装时最小弯曲半径为12倍至20倍电缆外径。

9.回弹力小：铝合金电缆比铜缆回弹力能少40%，便于施工和增加施工安全性。

10.抗蠕变：铝合金导体的特殊合金与热处理工艺大大减少了金属在受热和压力下的"蠕变"倾向，相对于纯铝，抗蠕变性能提高300%。

11.抗腐蚀：铝在空气中很快的生成一层厚度约为2～4μm的致密氧化膜，这层氧化膜非常致密，以至于空气无法进入，从而防止内部的金属被进一步氧化。铜的表面不能生成氧化膜，所以气体会穿过表面的氧化物进入内部，与内部的金属继续发生氧化反应，导致铜的氧化很快。铝合金导体中由于加入了稀土金属，提高纯铝为导体的金属材料的耐腐蚀性能，减少了不同金属之间的电位差。

12.阻燃性高：铝合金带连锁铠装电缆采用铝合金导体、阻燃硅烷交联聚乙烯绝缘、铝合金带连锁铠装结构，能实现阻燃IA级、耐火IA级，且低烟无卤。具有极佳安全性能和经济效益。

13.易安装：与安装铜芯电缆相比，更像是将金属导管和电缆集成了在一起。实际应用时省去了穿管的工作，在电气设计明敷，可以省去桥架，可以降低造价，节省工时、缩短工期，节约材料，减少污染和能源浪费。由于铝合金电缆比铜缆重量轻一半。对于高层建筑来说，垂直敷设的难度和工作量大大降低，给施工人员减轻劳动强度，能够缩短工期，节省人工成本。

14.无涡流损耗：铝合金铠装电缆采用非磁性材料，即使存在三相不平衡电流，电缆内部也不会产生涡流，能减少线路的损耗。

铠装电缆的使用范围：

1，铠装电缆一般是固定敷设电力电缆，通俗来说就是固定在一个地方而基本不移动，动力线传输电能。

2，适合地下直埋，可使铠装电缆直埋敷设而免于穿管且价廉物美在实际运用较多，很适用于岩石地区的直埋敷设。

3，铠装电缆适用于公路，马路边，居住区周围，停车场，步行街等受压大的地方等。

4，电缆加上铠装层的目的除了增强抗拉强度、抗压强度等机械保护伸长使用寿命外，还可以通过屏蔽保护提高电缆抗干扰性能。

5，常用的铠装材料有钢带、钢丝、铝带、铝管等，其中钢带、钢丝铠装层具有高导磁率，有很好的磁屏蔽效果，可以用于抗低频干扰，

6，铠装电缆机械保护层可以加到任何结构的电缆上，以增加电缆的机械强度，提高防侵蚀能力，是为易受机械破坏及极易受侵蚀的地区而设计的电线电缆

7，铠装的有一定的抗外力性能，还可以提防老鼠撕咬，不至于透过铠装造成电力传输问题，铠装的弯曲半径要大，铠装层可以接地，保护电缆。

8，电缆加上铠装层的目的除了以上，还可以增强抗拉强度、抗压强度等机械保护延长使用寿命。